大扰动下改进的VSG自适应参数控制策略

2021-05-18 02:33:06王维庆孔令清尹昱程
安徽大学学报(自然科学版) 2021年3期
关键词:控制策略故障

吕 聪,何 山,2*,王维庆,2,陈 伟,孔令清,尹昱程

(1.新疆大学 电气工程学院,新疆 乌鲁木齐,830047;2.新疆大学 可再生能源发电与并网技术教育部工程研究中心,新疆 乌鲁木齐,830047)

分布式新能源通过电力电子器件并网,电力电子器件不具备惯性、阻尼,使系统整体的惯性、阻尼降低,进而影响系统的稳定性.为解决此问题,研究人员提出虚拟同步发电机(virtual synchronous generator, 简称VSG),将VSG的转动惯量和阻尼系数引入逆变器,通过调节这些参数,为系统提供惯性和阻尼.

已有的VSG模型,多为分析小扰动下VSG的稳定性.文献[8]提出了小扰动下VSG的转动惯量自适应控制策略,以保证VSG的平衡性.文献[9]在此基础上考虑阻尼系数的选择,提出基于VSG的转动惯量及阻尼系数的协同自适应控制策略.文献[10]提出电压不平衡下VSG的分序矢量控制方法,独立控制正、负序分量,能快速抑制负序电流和功率振荡.文献[11]提出电网发生对称故障时,通过有功指令调整功角大小,将功角控制在一定范围内.小扰动下VSG的控制策略应用在大扰动下可能增加系统谐波,影响电能质量,因此有必要研究大扰动下VSG的暂态稳定性及控制策略.

该文在大扰动下VSG转动惯量及阻尼系数自适应控制策略的基础上,加入控制变量

K

,提出大扰动下改进的VSG自适应参数控制策略.该策略在出现大干扰后检测VSG功角控制反馈,自适应切换正、负反馈和选取转动惯量、阻尼系数.该策略不仅能有效抑制功率、频率振荡,还能避免VSG失去平衡.在Matlab/Simulink环境搭建系统仿真模型,在三相短路故障和两相接地短路故障下验证所提策略的有效性.

1 VSG的基本控制策略

图1为VSG并网后的主电路拓扑结构和相关控制策略示意图,其中:

U

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